Ch09 – Concentrations | 1ère ICCER | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 29 mai 2026
Le lave-glace pur (à 100 % d'alcool éthylique) résiste à −80 °C, l'eau pure gèle à 0 °C. Pourquoi le mélange eau+alcool résiste-t-il au gel ?
Mélanger un soluté à de l'eau abaisse son point de congélation (cryoscopie). C'est l'effet utilisé pour : (1) lave-glace, (2) antigel circuits chauffage, (3) saler les routes en hiver. Plus la concentration est forte, plus le point de gel est bas. Optimisation : trouver la concentration minimale qui couvre les températures locales sans gaspiller le produit.
Wilfried, magasinier responsable « lave-glace hiver » dans une station Total à Strasbourg, doit préparer 200 L de mélange à partir d'un concentré commercial pour lui-même et pour ses clients. La région va connaître des −15 °C la semaine prochaine.
| % éthanol | 0 % | 10 % | 20 % | 30 % | 40 % | 50 % | 60 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T_gel (°C) | 0 | −4 | −10 | −18 | −28 | −37 | −45 |
D'après la table, quel pourcentage d'éthanol minimum faut-il pour résister à −15 °C ?
−15 °C est entre 20 % (−10) et 30 % (−18). Interpolation linéaire : (15−10)/(18−10) = 5/8 = 0,625.
% min ≈ 20 + 0,625 × 10 = 26 %. Par sécurité Wilfried prend 30 % volumique.
Loi de la dilution : C₁V₁ = C₂V₂. Quel volume V₁ de concentré (50 %) pour obtenir V₂ = 200 L à C₂ = 30 % ?
V₁ = C₂ × V₂ / C₁ = 30 × 200 / 50 = 120 L de concentré.
+ eau : 200 − 120 = 80 L d'eau.
Vérifier en calculant le volume d'éthanol pur dans le concentré et dans le mélange final.
Dans 120 L de concentré à 50 % : V_éthanol = 0,50 × 120 = 60 L.
Dans 200 L de mélange à 30 % : V_éthanol = 0,30 × 200 = 60 L. ✓
Vérifié : la dilution ne change pas la quantité d'éthanol, seulement le volume total.
Si Wilfried veut une marge sécurité et résister à −25 °C, quelle nouvelle concentration et quel volume de concentré ?
D'après table : −25 °C nécessite ≈ 36 % d'éthanol. Par sécurité, prendre 40 %.
V₁ = 40 × 200 / 50 = 160 L de concentré + 40 L d'eau.
Conso plus forte en concentré : 33 % de plus que pour −15 °C.
Coût : concentré 4 €/L, eau gratuite (réseau station). Coût de 200 L à 30 % vs 40 % ?
30 % : 120 L × 4 € = 480 €.
40 % : 160 L × 4 € = 640 €.
Différence : 160 € pour 10 °C de marge supplémentaire. À adapter selon la météo réelle.
Une cliente apporte une bouteille de 5 L à diluer à 30 % à partir du concentré 50 %. Calculer V_concentré et V_eau.
V_concentré = 30 × 5 / 50 = 3 L de concentré. + 5 − 3 = 2 L d'eau.
Mélange final 5 L à 30 % vol éthanol → résiste −18 °C.
Pourquoi ne pas utiliser de l'eau pure dans le lave-glace en hiver ?
(1) L'eau pure gèle à 0 °C : le réservoir éclate, les durites cassent. Coût réparation 200-500 €.
(2) L'eau pure ne dissout pas les graisses (insectes écrasés, suies). Le mélange éthanol agit comme tensioactif.
(3) En été, l'eau stagnante développe des algues / micro-organismes obstruant les buses. L'éthanol est aussi un conservateur.
Solution été : ≈ 5-10 % d'éthanol minimum. Solution hiver : selon zone climatique.
Affiche client de Wilfried (4 lignes).
Choisir son lave-glace hiver — Total Strasbourg
• Météo douce (0 à −10 °C) : mélange 20 % éthanol (concentré 50 % dilué 2/5).
• Vague de froid (−10 à −20 °C) : mélange 30 % (3/5 concentré + 2/5 eau).
• Grand froid (< −20 °C) : mélange 40 % (4/5 concentré).
• Vérifier le réservoir + remplir AVANT la chute des températures. Trop tard quand ça gèle !
Le méthanol (CH₃OH) est moins cher et plus efficace antigel (1 mol/L baisse plus la T_gel que l'éthanol). MAIS il est très toxique : 30 mL ingérés peuvent provoquer cécité ou décès. Interdit pour usage grand public en UE depuis 2018.
L'éthanol (C₂H₅OH) est moins efficace mais beaucoup moins toxique (alcool de vin). Aujourd'hui standard en lave-glace. Conséquence : il faut une concentration un peu plus élevée pour le même effet antigel.
📚 §V (Dilution) de la leçon Ch09.